(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から区画してマイクロフォンの受音面の前方に形成された第１の前気室と、
ダンパ孔を有する隔壁にて前記第１の前気室と区画されると共に、前記隔壁に対峙させて設けられた送話口壁部により外部から区画して設けられた第２の前気室と、
上記送話口壁部に設けられて外部からの音波を前記第２の前気室に導く音孔と、
前記第１の前気室側に設けられて前記ダンパ孔を介して前記第２の前気室から前記第１の前気室に導かれる音波の周波数特性を調整するダンパ材と
を具備した送話器において、
前記ダンパ孔は、前記第２の前気室から前記第１の前気室側に向けて孔断面の面積が減少するガイド孔部と、このガイド孔部に連接して前記第１の前気室に連通する孔断面の面積が一定の出力孔部と、を有することを特徴とする送話器。
【請求項２】
前記第２の前気室は、前記送話口壁部から前記隔壁に向けて開口断面積が減少する空間を形成したものである請求項１に記載の送話器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電話機のハンドセット等において使用される送話器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアナログ電話回線は、伝送周波数帯域の上限が３ないし３．４ｋＨｚであるが、ＩＳＤＮのディジタル回線では、伝送周波数帯域の上限が７ｋＨｚ程度まで広帯域化されている。さらにＩＰ回線では、２０ｋＨｚまでの音声伝送帯域を使用することも可能である。かかる広帯域の回線で通信を行えば、通話品質が向上して音声等を高品質（明瞭）に伝送できるが、通話品質を向上させるためには、更に送話器の広帯域化を実現しなければならない。そこで高音（高周波）領域における感度が優れたエレクトレット型マイクロフォン（以下、「マイクロフォン」と表示することがある）を使用し、且つ図８に示すように、送話器１０に前気室２０を設けてマイクロフォン３０の受音面側に音波を到達させることで広帯域化を図った送話器が開発された（例えば特許文献１及び２）。
【０００３】
ここで前気室２０は、例えば略円柱形状を有し、略円柱形状の一端側の送話口壁部に複数の音孔を設けると共に他端側のマイクロフォン側壁部に内部音孔を設けたものであり、音声（音波）が、音孔から前気室２０に入り、更に内部音孔を経てマイクロフォン３０の受音面に達するようになっている。かかる前気室２０によって、音波の高音（高周波）領域が強調されて、送話器１０を広帯域化することができるが、ここで送話器１０が殆ど感度低下を生じることなく電気信号を出力できる上限周波数（トランスミッション・フレケンシー、以下「ｆｔ」と表示することがある）は、音孔の数の平方根に比例し、且つ前気室２０の容積の平方根に反比例することが知られており、ｆｔを高くするには、音孔を増やし、また前気室２０の小容積化を図る必要がある。
【特許文献１】特開平４−３２２５４３号公報
【特許文献２】特開平１１−８８４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前気室を備えた送話器を小型化すると、前気室の容積を小さくできて広帯域化に好都合である一方、送話口壁部の面積が小さくなるから、音孔の数の減少を余儀なくされて広帯域化の障害となる。また前気室は、送話口壁部とマイクロフォンとを隔てて、マイクロフォンを静電気から保護する役割を担うため、前気室の小容積化にも限界がある。また送話器の小型化を図らない場合には、音孔の数を増やすことができる一方、前気室の小容積化に限界が生じて広帯域化の障害となる。そこで本発明は、前気室の一端面とマイクロフォンとを隔てつつ、前気室の更なる小容積化を図って、マイクロフォンを静電気から保護しつつ広帯域化を図る送話器の実現を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る送話器は、請求項１に記載のとおり、
外部から区画してマイクロフォンの受音面の前方に形成された第１の前気室と、
ダンパ孔を有する隔壁にて前記第１の前気室と区画されると共に、前記隔壁に対峙させて設けられた送話孔口壁部により外部から区画して設けられた第２の前気室と、
上記送話孔口壁部に設けられて外部からの音波を前記第２の前気室に導く音孔と、
前記第１の前気室側に設けられて前記ダンパ孔を介して前記第２の前気室から前記第１の前気室に導かれる音波の周波数特性を調整するダンパ材と
を具備した送話器において、
特に前記ダンパ孔は、前記第２の前気室から前記第１の前気室側に向けて孔断面の面積が減少するガイド孔部と、このガイド孔部に連接して前記第１の前気室に連通する孔断面の面積が一定の出力孔部と、を有することを特徴としている。
【０００６】
本発明に係る送話器によれば、第２の前気室と第１の前気室を有するから、送話口とマイクロフォンとを隔てて、マイクロフォンを静電気から保護しつつ、隔壁のダンパ孔と第１の前気室空間の容積とで決まる周波数（例えば所望のｆｔの約２分の１から３分の１前後の中域周波数）特性をブーストすることで、高域周波数特性もブーストして、ｆｔを高くすることができる。そしてブーストされた中域周波数特性をダンパ材のダンパ効果（吸音効果）で平坦化して、低周波領域から高周波領域にわたってマイクロフォンの出力電圧を平坦化することができる、しかしｆｔを高くするためには、ブーストする中域周波数を高くしなければならないところ、ブーストされる中域周波数がダンパ孔の出力孔部の長さの平方根に反比例するため、隔壁を薄くすることなく（隔壁の強度を維持しつつ）中域周波数を所望の周波数に設定する必要がある。
【０００７】
そこで本発明に係る送話器においては、特に前記ダンパ孔を、第２の前気室から第１の前気室に向け孔断面の面積が減少するガイド孔部と、このガイド孔部に連接して第１の前気室に連通する孔断面の面積が一定の出力孔部とで構成し、ダンパ孔の出力孔部の長さの平方根に反比例する中域周波数でブーストすることで、隔壁を薄くすることなく（隔壁の強度を維持しつつ）中域周波数を高域周波数領域に近づけて、高域周波数特性を改善することができる。また該送話器は、送話口とマイクロフォンとを隔てる第１の前気室を有するから、第２の前気室を小容積化が可能となって、高域周波数特性を改善することができる。
【０００８】
特に前記第２の前気室空間が、送話口壁部と隔壁とを結ぶ線分と、直交する平面において、送話口壁部から隔壁に向け断面積を減少するものであるときには、前記第２の前気室の小容積化を図ることができ、送話口壁部とマイクロフォンとの距離を短縮することなく、すなわちマイクロフォンを静電気から保護しつつ、該送話器の更なる広帯域化を実現できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のべたとおり、本発明にかかる送話器によれば、マイクロフォンを静電気から保護しつつ広帯域化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明にかかる送話器を説明する。
先ず、図１〜４に基づき、本発明にかかる送話器について説明する。図１はハンドセット１の外観例を示すものであり（図１中の２は送話器側端部）、図２は送話器側端部２に含まれる送話器１０の概略断面構成を示す図である。送話器１０は前気室２０及びマイクロフォン３０を有している。前気室２０は一端側に送話口壁部２１を他端側にマイクロフォン側壁部２２を有している。前気室２０の前気室空間２０ａは、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２と周壁２３とで画されている。ここで周壁２３は、円柱形状の外形を有し、一方がハンドセット１の本体１ａから延出した周壁１ｂ内に挿入されて、周壁２３の端部が送話口壁部２１に当接し、周壁２３の他方にはマイクロフォン３０が挿入され保持されている。なおマイクロフォン３０は印刷基板３１に取り付けられ、印刷基板３１を介して図示しない回路に音声信号を伝達する。
【００１１】
上記構成を有する送話器１０では、外部からの音波は、送話口壁部２１に設けられた音孔２１ａを通過して前気室空間２０ａに導かれ、更にマイクロフォン側壁部２２に設けられた内部音孔２２ａからマイクロフォン３０の受音面に導かれる。ここで、前気室空間２０ａは、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２とを結ぶ直線（例えば周壁２３の中心線）と直交する断面（開口断面）が送話口壁部２１からマイクロフォン側壁部２２に向けてその面積（開口断面積）が減少するよう（円錐台形状）に構成されている。従って前気室空間２０ａは、送話口壁部２１の前気室空間２０ａ側の径と等しい径の円柱状形状空間よりも容積が小さい。
【００１２】
前気室空間２０ａは、送話口壁部２１側の径が２０ｍｍであり、マイクロフォン側壁部２２の径が８ｍｍであり、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２との距離が１０ｍｍであり、送話口壁部２１には、直径２ｍｍの音孔２１ａが３０個設けられている。ところで前気室空間を有する送話器のｆｔは、音孔の数をｎとし、前気室空間の容積をｃとするとき、次の（１）式で求めることができる。
ｆｔ＝ｋｔ（ｎ／ｃ）１／２・・・・（１）式
【００１３】
すなわちｆｔは、音孔の数ｎの平方根に比例し、且つ前気室空間２０ａの容積ｃの平方根に反比例するのである。従って送話器１０は、円錐台形状の前気室空間２０ａを有することで、送話口壁部２１とマイクロフォン３０との距離を短縮することなく、前気室空間２０ａの小容積化を図って、広帯域化を実現できる。
【００１４】
次に図３を用いて送話器１０の周波数特性例について説明する。図３は、横軸が音声の周波数であり、縦軸がマイクロフォン３０の出力電圧相対値（ｄＢ）である。図３の破線Ｌ１は、前気室空間が従来の円柱形状空間である場合の周波数特性であって、ｆｔが５ｋＨｚであり、５ｋＨｚにおいて約１０ｄＢブーストしている。図３の実線Ｌ２は送話器１０の周波数特性であって、ｆｔが７ｋＨｚであり、７ｋＨｚにおいて約５ｄＢブーストしている。すなわち送話器１０は、送話口壁部２１とマイクロフォン３０との距離を短縮することなく（マイクロフォン３０を静電気から保護しつつ）、ｆｔを５ｋＨｚから７ｋＨｚに高めて広帯域化を実現できるのである。
【００１５】
なお、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２とを結ぶ線分が直線でなくても、この線分と直交する断面が円形でなくても、送話口壁部２１からマイクロフォン側壁部２２に向け断面積を減少させれば、前気室空間２０ａの容積を小さくできる。従って、例えば図４に示すように、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２とが平行でない送話器であっても、送話器１０と同様に広帯域化ができる。
【００１６】
次に図５〜７を参照して、本発明にかかる送話器の一実施形態他（実施例）について説明する。なお、図１に示した送話器と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を附して、その説明を省略する。
【００１７】
図５に示す送話器１０ａは、第２の前気室２６、第１の前気室２０及びマイクロフォン３０を有している。送話器１０ａでは、ダンパ孔２５を有する隔壁２４が第２の前気室２６と第１の前気室２０との間に介在し、第１の前気室２０の一端側には隔壁２４が位置し、他端側にはマイクロフォン側壁部２２が位置し、第１の前気室２０が有する第１の前気室空間２０ａは、隔壁２４とマイクロフォン側壁部２２と第１の周壁２３ａとで画されている。また第２の前気室２６の一端側には送話口壁部２１が位置し、他端側には隔壁２４が位置し、第２の前気室空間２６ａは、送話口壁部２１と隔壁２４と第２の周壁２３ｂとで画されている。
【００１８】
上記構成を有する送話器１０ａでは、外部からの音波は、音孔２１ａから第２の前気室空間２６ａに導かれ、ダンパ孔２５を経由して、更に第１の前気室空間２０ａに導かれ、そしてマイクロフォン側壁部２２に近傍に位置づけられたマイクロフォン３０の受音面に達する。ここでダンパ孔２５は、第１の前気室側２０ａにダンパ材２７を位置づけている。
【００１９】
送話器１０ａにおける各前気室等は、次の形状等を有している。送話口壁部２１には、直径２ｍｍの音孔が３０個設けられている。そして第２の前気室空間２６ａは、直径２０ｍｍの円柱形状をなし、約５ｋＨｚ近傍における送話器１０ａの周波数特性をブーストしており、また第１の前気室空間２０ａは、０．５ｃｃの容積を有している。
【００２０】
次に送話器１０ａにおける広帯域化について説明する。送話器１０ａは、ダンパ孔２５の形状（図６）と第１の前気室空間２０ａの容積ｃ１で決まる周波数ｆ１の近傍において、周波数特性をブーストする作用を有するが、ｆ１は、送話器１０ａの所望のｆｔ（例えば７ｋＨｚ）よりも低い中域周波数に設定される。具体的には、ｆ１は、ダンパ孔２５の孔径ａに比例し、ダンパ孔２５の長さｂと第１の前気室２０ａの容積ｃ１との積の平方根に反比例して、次の（２）式で求めることができる。
ｆ１＝ｋ１・ａ／（ｂ・ｃ１）１／２・・・（２）式
【００２１】
従って、ダンパ孔２５の孔径ａを大きくすれば、ｆ１を高くできるが、孔径ａをあまり大きくすると、ダンパ材２７の効果が減少するので、孔径ａを大きくすることには限界がある。またダンパ孔２５の長さｂを短くすればｆ１を高くできるが、隔壁２４を薄くしてダンパ孔２５の長さｂを短くすると、隔壁２４の強度に問題が生じる。そこで本発明においては、ダンパ孔２５を、第２の前気室２６から第１の前気室２０に向けて縮径する円錐台形状のガイド孔部２５ａと、第１の前気室２０ａ側に設けた孔の長さｂが０．７ｍｍで孔径ａが２．０ｍｍの円柱形状の出力孔部２５ｂとを連接した構造とし、出力孔部２５ｂの形状によってｆ１を定めている。すなわちダンパ孔２５は、ガイド孔部２５ａで隔壁２４の厚さを確保しつつ、出力孔部２５ｂでｆ１を高くすることができるのである。ここでダンパ孔２５は、第１の前気室２０ａ側にダンパ材２７（小さなメッシュを多数有する布地やスクリーン印刷用のメッシュ等）が貼り付けられている。
【００２２】
次に図７を用いて送話器１０ａの周波数特性例について説明する。図７の破線Ｌ３は、前気室空間２０ａの円柱状形状空間によってブーストされた周波数特性であり、約５ｋＨｚにおいて例えば約１０ｄＢブーストされたものである。図７の一点鎖線Ｌ４は、破線Ｌ３で示す周波数特性がｆ１近傍のブースト（例えば約１０ｄＢ）によって広帯域化された周波数特性である。すなわち所望のｆｔ（例えば７ｋＨｚ）よりも低い中域周波数ｆ１をブーストすることで、送話器１０ａのｆｔを高めることができるのである。
【００２３】
図７の実線Ｌ５は、ｆ１におけるブースト量をダンパ材２７の作用によって減少させて、送話器１０ａの周波数特性を平坦化したものである（実線Ｌ５で示す周波数特性は、前気室空間２０ａの円柱状形状空間で決まる周波数特性（破線Ｌ３）と、ダンパ孔２５の形状と第１の前気室空間２０ａの容積ｃ１に依存する周波数特性（一点鎖線Ｌ４）と、ダンパ材２７で決まる周波数特性とを乗じたものとなる）。ダンパ材２７の作用によって周波数特性を平坦化すれば、中域周波数ｆ１の近傍でブースト量を適正に維持しつつ、ｆｔ（７ｋＨｚ）近傍において、マイクロフォンの出力電圧相対値を０ｄＢ前後にして、送話器の広帯域化を実現できるのである。ここで第２の前気室空間２０ａを送話器１０と同様の円錐台形状にすれば、例えば７ｋＨｚ近傍の周波数特性をさらにブーストすることができる。またマイクロフォン側壁部２２に内部音孔を設けて、第２の前気室空間２０ａからマイクロフォン３０の受音面に音波を導いてもよい。
【００２４】
なお発明に係る送話器は、上記各実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形し実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】送話器を備えたハンドセットの外観例を示すものである。
【図２】図１に示す送話器を含む送話器側端部の概略断面構成を示す図である。
【図３】図２の送話器における周波数特性の例を示す特性図である。
【図４】図１に示す送話器の変形例の概略断面構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる送話器を備えた部分のハンドセットの送話器近傍の概略断面構成を示す図である。
【図６】ダンパ孔の概略断面構成例を示す図である。
【図７】図５の送話器における周波数特性の例を示す特性図である。
【図８】前気室を設けた従来の送話器の概略断面構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    送話器
２０    前気室、第１の前気室
２０ａ  前気室空間、第１の前気室空間
２１    送話口壁部
２１ａ  音孔
２２    マイクロフォン側壁部
２３    周壁
２３ａ  第１の周壁
２３ｂ  第２の周壁
２４    内部音孔
２５    ダンパ孔
２５ａ  ガイド孔部
２５ｂ  出力孔部
２６    第２の前気室
２６ａ  第２の前気室空間
２７    ダンパ材
３０    マイクロフォン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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